Spreizanker

Abstract

 Der Spreizanker weist eine Spreizhülse (1) und eine Anker­stange (2) auf. Schalenförmige Spreizsegmente (11) der Spreizhülse (1) sind durch Einziehen eines Spreizkegels (13) der Ankerstange (2) zwischen die Spreizsegmente (11) zum Verankerungseingriff in einer kegeligen Erweiterung (15a) eines Bohrloches (15) um eine Biegestelle (9) radial auslenk­bar. Zur Erzielung einer flächenhaften Anlage zwischen den Spreizsegmenten (11) und den Kegelkonturen von Spreizkegel (13) und Erweiterung (15a) im ausgelenkten Zustand der Spreiz­segmente (11) weisen die Innen- und Aussenkontur der Spreiz­segmente (11) einen von der Biegestelle (9) zum freien Ende hin sich vergrössernden Krümmungsradius (r₁, r₂; R₁, R₂) auf.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Spreizanker zum Befestigen in Bohrlöchern, mit einer Spreizhülse und einer Ankerstange, wobei die Spreizhülse setzrichtungsseitig von Längsschlitzen begrenzte schalenförmige Spreizsegmente aufweist, die durch Einziehen eines Spreizkegels in die Spreizhülse durch Biegen um eine Biegestelle radial auslenkbar sind.

[0002] Aus der DE-OS 31 37 226 ist ein Spreizanker bekannt, der in Bohrlöchern mit kegeliger Erweiterung befestigt wird. Der Spreizanker weist eine Spreizhülse mit schalenförmigen Spreiz­segmenten und eine Ankerstange mit Spreizkegel auf. Die Spreiz­segmente werden durch Einziehen des Spreizkegels zum form­schlüssigen Eingriff in die kegelige Erweiterung radial ausgelenkt. Dabei werden die Spreizsegmente um eine diese mit dem angrenzenden Teil der Spreizhülse verbindende Quer­schnittsschwächung gebogen.

[0003] Bei diesem bekannten Spreizanker sind die Innen- und Aussen­kontur zylindrisch, also mit gleichbleibendem Krümmungsradius ausgebildet. Der innenseitige Krümmungsradius entspricht dabei dem Krümmungsradius der Hülsenbohrung in dem an die Spreizsegmente anschliessenden Bereich der Spreizhülse, wäh­rend der aussenseitige Krümmungsradius dem Krümmungsradius der zylindrischen Aussenkontur des besagten Bereiches der Spreizhülse entspricht.

[0004] Beim Einziehen des Spreizkegels gelangt dieser mit dem zum freien Ende hin sich vergrössernden Krümmungsradius zen­trisch zwischen die Spreizsegmente, wobei sich die Innen­kontur der Spreizsegmente aufgrund des gleichbleibenden Krümmungsradius nur mit den umfangsrichtungsseitigen Längs­kanten am Spreizkegel radial abstützt. Die Spreizsegmente liegen also am Spreizkegel hohl auf. Aussenseitig legen sich die Spreizsegmente an der kegeligen Kontur der Erwei­terung ebenso nur unter Linienkontakt an, da die Spreizseg­ mente aussenseitig einen gleichbleibenden Krümmungsradius aufweisen und der Krümmungsradius der Erweiterung hingegen sich zum Bohrungsgrund hin erweitert. Die Spreizsegmente liegen folglich nur mit dem Rücken an der kegeligen Kontur der Erweiterung auf.

[0005] Durch die innen- und aussenseitige Anlage der Spreizsegmente unter Linienkontakt treten bei Belastung des Spreizankers sehr hohe spezifische Druckbelastungen zwischen den Spreizseg­menten und dem Spreizkegel bzw der Wandung der Erweiterung auf. Dies kann insbesondere zu Ueberbeanspruchung der die Spreizsegmente abstützenden Stellen der Erweiterung und da­durch zur Beeinträchtigung der Befestigung führen. Es ist nicht möglich, nach dem Auslenken eine flächenhafte Anlage der Spreizsegmente zu erreichen, da für ein Verformen der biegesteifen Spreizsegmente zwecks Anpassung an die Kegel­konturen von Spreizkegel und Erweiterung zu grosse Kräfte erforderlich wären.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spreizanker zu schaffen, der eine flächenhafte Anlage der Spreizsegmente einerseits an den Kegelkonturen des Spreizkegels und anderer­seits an der kegeligen Erweiterung der Bohrlöcher gewährlei­stet.

[0007] Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Innen- und Aussenkontur der Spreizsegmente von der Biegestel­le zum freien Ende hin einen sich vergrössernden Krümmungsra­dius aufweisen.

[0008] Die Grösse und Zunahme der Krümmungsradien über die Länge der Spreizsegmente entspricht an der Innenkontur der Spreiz­segmente den Radien des Spreizkegels, dh die Veränderung des Krümmungsradius der Innenkontur der Spreizsegmente korrespon­diert mit den Krümmungsradien des Spreizkegels derart, dass bei vollständig eingezogenem Spreizkegel sich einander glei­che Krümmungsradien von Spreizsegmenten und Spreizkegel ge­genüberliegen. Ebenso korrespondieren die Krümmungsradien der Aussenkontur der Spreizsegmente mit den Krümmungsradien der kegeligen Erweiterung, so dass bei eingezogenem Spreizkegel auch die gleichen Krümmungsradien von Spreizsegmenten und Erweiterung einander gegenüberliegen. Dadurch ist am Ende des Einziehens des Spreizkegels eine flächige Anlage zwi­schen den Spreizsegmenten und dem Spreizkegel einerseits sowie der kegeligen Erweiterung andererseits erreicht.

[0009] Entsprechend der Form eines Kegels mit geradliniger Seiten­kontur des Mantels vergrössert sich der Krümmungsradius ent­lang der in Achsrichtung der Spreizhülse verlaufenden Länge der Spreizsegmente zweckmässig kontinuierlich. Diese Aus­bildung zeichnet sich durch einfache Herstellbarkeit aus, wobei dies auch für die Herstellung der dazu passenden Ke­gelkonturen von Spreizkegel und Erweiterung des Bohrloches zutrifft.

[0010] Vorzugsweise entspricht der kleinste Krümmungsradius der Spreizsegmente etwa dem Krümmungsradius der Spreizhülse. Der Durchmesser des Fussbereiches des Spreizkegels ist zweckmäs­sig gleich oder geringfügig kleiner als der Durchmesser der Hülsenbohrung in dem an die Biegestelle angrenzenden, den Spreizsegmenten abgewandten Bereich der Spreizhülse. So wird nebst hemmungsfreiem Einlaufen des Spreizkegels in die Spreiz­hülse erreicht, dass der Spreizkegel, unter Einziehen bis zur Biegestelle, die Spreizsegmente von der Biegestelle weg zu deren freien Ende hin flächig radial abstützt. Es wird also eine grosse Stützlänge gewährleistet.

[0011] Mit Vorteil entspricht der grösste Krümmungsradius dem 1,2-­bis 1,6-fachen des kleinsten Krümmungsradius. In Verbindung mit dieselbe Veränderung des Krümmungsradius aufweisenden Kegelkonturen von Spreizkegel und Erweiterung wird so eine zuverlässige Abstützung der ausgelenkten Spreizsegmente er­reicht. Ebenso ist hierdurch nur ein kurzer Einziehweg der Ankerstange erforderlich.

[0012] Die Spreizsegmente weisen zweckmässig entlang der in Achs­richtung der Spreizhülse verlaufenden Länge und entlang der Umfangserstreckung eine gleichbleibende Wandstärke auf. Da­ durch wird nebst einfacher Herstellung der Spreizsegmente auch erreicht, dass diese unter gleichem Kegelwinkel an den Kegelkonturen von Spreizkegel und Erweiterung anliegen. Der vom Spreizkegel auf die Spreizsegmente eingeleitete Spreiz­druck wird gleichmässig über die Oberfläche der Spreizseg­mente verteilt auf die Wandung der Erweiterung übertragen.

[0013] Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel wiedergeben, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Spreizanker in Ausgangsstellung, im Längsschnitt;

Fig. 2 einen Schnitt durch den Spreizanker nach Fig. 1, gemäss Schnittverlauf II-II, in vergrösserter Darstellung;

Fig. 3 ein Spreizsegment in vergrösserter perspekti­vischer Darstellung;

Fig. 4 den Spreizanker nach Fig. 1 im Verwendungsein­satz.

[0014] Der in Fig. 1 dargestellte Spreizanker weist eine Spreizhül­se 1 und eine Ankerstange 2 auf. Die Spreizhülse 1 besteht aus einem rohrförmigen Halsteil 3, an dem durch eine Klauen­verbindung 4 fünf Schalenkörper 5 axial festgelegt sind. Die Schalenkörper 5 sind in Umfangsrichtung durch Längsschlitze 6 voneinander getrennt, wie dies die Fig. 2 verdeutlicht. Im setzrichtungsseitigen Bereich der Schalenkörper 5 weisen diese innenseitig und aussenseitig je eine tangential zur Spreizhülse 1 verlaufende Ausnehmung 7, 8 auf. Die zwischen der innen- und aussenseitigen Ausnehmung 7, 8 jedes Schalen­körpers 5 liegende Querschnittsschwächung dient als Biegestel­le 9 für an diese in Setzrichtung anschliessende schalenför­mige Spreizsegmente 11. Die Schalenkörper 5 können durch be­kannte Mittel, wie beispielsweise Federringe 14 radial auf dem Halsteil 3 zusammengehalten werden.

[0015] Die Ankerstange 2 weist in dem der Setzrichtung abgewandten Abschnitt ein Aussengewinde 12 für den Lastangriff auf. Sie durchragt die Spreizhülse 1 und trägt im setzrichtungsseiti­gen, die Spreizhülse 1 axial überragenden Endbereich einen angeformten Spreizkegel 13. Dieser zwischen die Spreizsegmen­te 11 einziehbare Spreizkegel 13 ist an der Kegelfläche mit einer Längskerbung 13a versehen.

[0016] Die Spreizsegmente 11 weisen in Längs- und Umfangserstreckung gleichbleibende Wandstärke auf. Die konkave Innenkontur der Spreizsegmente 11 weist ebenso wie die konvexe Aussenkontur einen Krümmungsradius auf, der sich von der Biegestelle 9 zum freien Ende hin vergrössert. Wie die Fig. 2 und 3 verdeut­lichen, wächst demnach an der Innenkontur der der Biegestelle 9 benachbarte Krümmungsradius r₁ zum freien Ende des Spreizseg­mentes 11 hin zu einem grösseren Krümmungsradius r₂ an. Der kleinste Krümmungsradius r₁ entspricht dabei etwa dem Krüm­mungsradius der Hülsenbohrung und dem Krümmungsradius des Spreizkegels 13 im Fussbereich, während der grösste Krüm­mungsradius r₂ dem Krümmungsradius im erweiterten Endbereich des Spreizkegels 13 entspricht. An der Aussenkontur entspricht der der Biegestelle 9 benachbarte kleinste Krümmungsradius R₁ dem äusseren Krümmungsradius des anderen Teiles der Spreiz­hülse 1, während der dem freien Ende der Spreizsegmente 11 benachbarte äussere Krümmungsradius R₂ um die Wandstärke grös­ser als der grösste Krümmungsradius r₂ an der Innenkontur ist. Die Drehpunkte aller Krümmungsradien r₁, r₂; R₁, R₂ liegen auf einer unter halbem Kegelwinkel des Spreizkegels 13 zur Hülsenachse geneigten Drehachse. Die Zunahme der inne­ren bzw äusseren Krümmungsradien r₁/r₂, R₁/R₂ entspricht dem 1,2- bis 1,6-fachen des jeweils kleineren Krümmungsradius r₁, R₁.

[0017] In Ausgangsstellung des Spreizankers liegen die Spreizseg­mente 11 innenseitig an der Ankerstange 2 von der Biegestel­le 9 zum freien Ende hin radial nur unter Linienberührung an, da der innere Krümmungsradius r₁ der Spreizsegmente 11 gegenüber dem Krümmungsradius der Ankerstange 2 sich bis zum Krümmungsradius r₂ hin vergrössert, wie dies die Fig. 2 ver­deutlicht.

[0018] Bei Verwendung wird der Spreizanker in der Ausgangsstellung gemäss Fig. 1 in ein Bohrloch 15, entsprechend Fig. 4, einge­führt. Das Bohrloch weist nahe dem Bohrungsgrund eine sich zum Bohrungsgrund hin kegelig öffnende Erweiterung 15a auf und ist beispielsweise in ein Bauteil 16 aus Beton einge­bracht, an dem ein Anschlussteil 17 befestigt werden soll.

[0019] Zum Befestigen des Spreizankers in dem Bohrloch 15 wird die Ankerstange 2 gegenüber der Spreizhülse 1 entgegen der Setz­richtung verschoben. Der Spreizkegel 13 gelangt dadurch zwi­schen die sich im Bereich der Erweiterung 15a befindlichen Spreizsegmente 11 und lenkt diese radial aus. Die Spreizseg­mente 11 legen sich so in die Erweiterung 15a ein. Der ein­gezogene Spreizkegel 13 verhindert ein Zurückschwenken der Spreizsegmente 11 in die Ausgangsstellung.

[0020] In eingezogener Stellung des Spreizkegels 13 liegt der klei­ne, innere Krümmungsradius r₁ an dem den gleichen Krümmungs­radius aufweisenden Fussbereich des Kegels 13 und der grösse­re, innere Krümmungsradius r₂ im erweiteren Endbereich des Spreizkegels mit analogem Krümmungsradius auf. Die äusseren Krümmungsradien R₁, R₂ legen sich an die analoge Krümmungsra­dien aufweisende kegelige Wandung der Erweiterung 15a ganz­flächig an. Zur Erzielung dieser flächenhaften Anlage ist kein über die für das Auslenken der Spreizsegmente 11 erfor­derlichen Kräfte hinausgehender Kraftaufwand erforderlich.

[0021] Beim Befestigen des Anschlussteiles 17 mittels einer Unter­legscheibe 18 und einer Mutter 19 ist ein Mitdrehen der An­kerstange 2 zu unterbinden. Zu diesem Zwecke ist die Längs­kerbung 13a am Spreizkegel 13 vorgesehen, welche sich dreh­schlüssig in die Innenkontur der Spreizsegmente 11 eingräbt.

Ansprüche

1. Spreizanker zum Befestigen in Bohrlöchern (15), mit einer Spreizhülse (1) und einer Ankerstange (2), wobei die Spreizhülse (1) setzrichtungsseitig von Längsschlit­zen (6) begrenzte schalenförmige Spreizsegmente (11) aufweist, die durch Einziehen eines Spreizkegels (13) in die Spreizhülse (1) durch Biegen um eine Biegestelle (9) radial auslenkbar sind, dadurch ge­kennzeichnet, dass die Innen- und Aussen­kontur der Spreizsegmente (11) von der Biegestelle (9) zum freien Ende hin einen sich vergrössernden Krümmungs­radius (r₁, r₂; R₁, R₂) aufweisen.

2. Spreizanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius (r₁, r₂; R₁, R₂) sich entlang der in Achsrichtung der Spreizhülse (1) verlaufenden Länge der Spreizsegmente (11) kontinuierlich vergrössert.

3. Spreizanker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinste Krümmungsradius (r₁, R₁) der Spreizseg­mente (11) etwa dem Krümmungsradius der Spreizhülse (1) entspricht.

4. Spreizanker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der grösste Krümmungsradius (r₂, R₂) dem 1,2- bis 1,6-­fachen des kleinsten Krümmungsradius (r₁, R₁) entspricht.

5. Spreizanker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­kennzeichnet, dass die Spreizsegmente (11) entlang der in Achsrichtung der Spreizhülse (1) verlaufenden Länge und ent­lang der Umfangserstreckung eine gleichbleibende Wandstärke aufweisen.

Zeichnung